Селективное фосфорилирование альфа,бета-непредельных карбонильных соединений тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.08 ВАК РФ

ЗАНСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени В.И.УЛЬЯНОВА-ЛЕНИНА

На правах рукописи

СААКЯН ГУЛЬЧИРА МАНСУРОВНА

ШЕКТИВНОЕ ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ сх,р-НЕПРЕДЕЛЬНЫХ КАРБОНИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Специальность 02.00.08-химия элементооргаиических соединений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Казань 1996

Работа выполнена на кафедре высокомолекулярных и элемен-тоорганических соединений Казанского ордена Ленина к орден; Трудового Красного Знамени государственного университет; имени В.К.Ульянова-Ленина.

Официальные оппоненты:доктор химических наук,

профессор ГазизоЕ М.Б.,

доктор химических наук, Никонов Г.Н.

Еедущая организация: Московский Государстве;

ный Университет, г.Москва

Защита состоится "48" апреля 1996 года в 14 часов на заседании диссертационного Совета К 053.28.02 по химическим наука е Казанском государственном университете имени В.И.Ульянова-Ленина по адресу: ул. Ленина, 18, химический факультет БутлероЕСкая аудитория.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотек Казанского государственного университета.

Отзыеы на автореферат просил присылать по адресу: 420008, г.Казань, ул. Ленина, 18, КГУ, Научная часть.

Научные руководители: доктор химических наук,

профессор Черкасов Р.А.

доктор химических наук, профессор Галкин В.К.

Автореферат разослан "12" Марго* 1995 год,

п

Ученый секретарь диссертационного Совета, кандидат химических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Реакции Пудовика и Абрамова , состо-:щие в присоединении гидрофосфорильных соединений( ГФС ) по ¡лектрофильным связям С=С и С=0 в условиях основного катализа, :вляются крайне важными и интересными в химии фосфора как в 'еоретическом, так и в практическом отношении. В то же время, селективное фосфорилирование систем, содержащих одновременно !=0 и С=С связи в одной молекуле, вплоть до настоящего времени вляется серьезной проблемой, далекой от разрешения.Такой осо-ый класс непредельных соединений составляют « - еноны, благо-аря наличию в их молекулах одновременно С=С и С=0 связей, онкурентное , либо последовательное вовлечение этих связей во заимодействие с ГФС позволяет получать продукты как реак-,ии Пудовика, так и реакции Абрамова, лежащих в основе син-еза многих биологически активных препаратов и других фосфор-рганических соединений (ФОС) с практически полезными свойст-ами.

В последние годы на кафедре высокомолекулярных и элемен-оорганических соединений Казанского университета развернуты истематические исследования кинетики и механизма реакций Пу-овика и Абрамова в ряду «,3-непредельных карбонильных соеди-ений, которые позволили существенно продвинуться по пути по-имания основных закономерностей и тонких деталей механизма тих интересных и важных в практическом отношении реакций.

результате проведенных исследований предложена единая схема еагирования гидрофосфорильных соединений с а-енонами, выявле-а факторы, определяющие локоселективность присоединения, а акже реакционную способность аддендов в этом процессе.

Это позволило вплотную подойти к решению такой важной в эоретическом и практическом плане проблемы, как проблема се-эктивного фосфорилирования «-енонов по С=Ссвязи или С=0 груп-э на основе реакций Пудовика и Абрамова, что и составило эедмет настоящего исследования.

Целью настоящего исследования являлась разработка на ;нове установленного механизма реакций Пудовика и Абрамова ряду «,е-непредельных карбонильных соединений удобных препа-1тивных методов фосфорилирования сопряженных а - енонов се-зктивно по С=С и, особенно, по С=0 группе в обычных условиях ?з глубокого замораживания. 1учная новизна работы состоит в следующем:

- впервые на примере присоединения диалкилфосфитов (ДАФ) ; хапкону проведено комплексное систематическое исследована различных возможных подходов к проблеме селективного фосфори-лирования сопряженных а - енонов. Показано, что успешное решение данной проблемы может быть достигнуто:

- при проведении реакции в мягких условиях кинетического контроля;

- при проведении реакции в условиях межфазного катализа;

- при проведении реакции в координационной сфере переходной металла с целью блокирования конкурентного участия С=С связ) в процессе фосфорилирования путем вовлечения ее в л - комп-лексообразование.

Практическая значимость работы обусловлена большой практической важностью реакций Пудовика и Абрамова как уникальных методов синтеза многих биологически активных препаратов 1 других соединений с Р-С связью, обладающих практически ценными свойствами.

Поэтому разработанные в настоящей диссертации удобны« препаративные методы селективного фосфорилирования по карбонильной группе се - енонов могут оказаться весьма полезными ка; в обычной синтетической практике фосфорорганической химии, та! и при выборе опимальных условий целенаправленного синтез; новых веществ с практически полезными свойствами.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на IX Международном симпозиуме по химии фосфора (С.- Петербург,1993г.), на Итоговой научной конференции КГУ (Казань,1994г.), на Конференции по квантовой химии, строению и реакционной способности молекул (Ли-манчик, 1994г.), на IV Всероссийской конференции по металлоор-ганической химии ( Н. Новгород, 1995 г. ), на Симпозиуме пс органической химии (С.- Петербург,1995 г.), на XIII Международной конференции по химии фосфора (Иерусалим,Израиль,1995г.;

Публикации. По теме диссертации опубликована 1 стать5 и тезисы 6 докладов. Еще 3 статьи находится в печати.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 135 страницах,содержит 5 таблиц, 14 рисунков и библиографию, включающую 99 ссылок. Работа состоит из введения, трех глав и вы-

водов. В первой главе рассмотрены литературные данные, посвященные реакциям Пудовика и Абрамова в ряду а,в - непредельных карбонильных, соединений, содержащих два реакционных центра способных конкурировать между собой, либо реагировать последо-тельно. Во второй главе обсуждаются результаты собственного исследования. В третьей главе представлено описание проведенных синтетических экспериментов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

На основе анализа установленного ранее механизма реакций Пудовика и Абрамова в ряду й, з- непредельных карбонильных соединений показано, что проблема селективного фосфорилирования сопряженных а - енонов сводится к созданию таких условий , которые стабилизировали бы продукт реакции Абрамова и препятствовали бы конкурентному протеканию процесса фосфорилирования по С=С связи, поскольку получение термодинамически стабильных продуктов реакции Пудовика и так не вызывает трудностей.

В настоящей работе предложено три возможных подхода к решению проблемы селективного фосфорилирования по карбонильной группе сопряженных й - енонов:

1.проведение реакции в мягких условиях кинетического контроля;

2.проведение реакции в условиях межфазного катализа;

3.блокирование С=С связи а - енона вовлечением ее в комплексо-образование.

Нами получены положительные результаты на каждом из трех перечисленных выше направлений, которые целесообразно рассмотреть в том же порядке.

1. Проведение реакции в мягких условиях кинетического контроля.

1.1. Катализ реакции Абрамова цмклогексиламином.

Мы использовали широкую серию возможных катализаторов (амины, кислоты, фосфины и др.) и растворителей С спирты, бензол, ДМСО, галогеналканы и др.). Не останавливаясь подробно на всех деталях и результатах этого исследования, отметим, что наилучший результат был получен при использовании в качестве катализатора циклогексиламина (ЦГА). Так, в катализируемой ЦТА реакции диметилфосфита с халконом в среде бензола, изопро-панола или бутанола с 30 %-ным выходом удается выделить гид-роксифосфонаг, константы которого полностью совпадают с опи-

санными недавно в литературе, этот продукт был получен в услс

виях глубокого замораживания (-35°С,аргон).

(3-МН2 . (Ме0)2Р=0

РЬ-СН=СН-С-РЬ + (Ме0)2РН0 -— РЬ-СН=СН-С-РЬ

О ОН

Выделенный методом колоночной хроматографии продукт

кристаллическом виде является вполне устойчивым и храните

длительное время. Однако, при нагревании выше 150°С или щ

действии алкоголята он достаточно легко переходит в термодин;

мически стабильный и хорошо известный продукт реакции Пудови?

(Ме0)2Р=0 Д,!?0Ыа (Ме0)2Р=0

РЬ-СН=СН-С-РЬ -— РЬ-СН-СН2-С-РЬ

I м

ОН О

Аналогичным путем были получены и гидрокси-аддукты с высшю,

диалкилфосфитами (ДАФ), причем не только для халкона, но и д;

бензальацетона (БА). Характеристика полученных гидроксифосфс

натов представлена в таблице 1.

Таблица 1. (1?20)2Р=С

Характеристика гидроксифосфонатов общей формулы РЬ-СН=СН-СМ

Ьн

N Р?1 к2 Найдено, % С Н Р Вычислено, % С Н Р ТШ13 °с 5Р, м.д.

1 Ме Ме 56.20 6.33 11.12 56.25 6.68 12.11 132 22

2 Ме 59.09 7.25 9.89 59.15 7.39 10.91 134 21

3 Ме Рг 60.60 7.97 9.73 61.54 8.01 9.93 135 23

4 РЬ Ме 63.90 9.52 5.27 64.15 9.74 5.97 115 23

5 РЪ ЬРг 67.18 7.20 7.86 67.20 7.12 8.25 118 18

6 РЬ Ви 67.90 7.30 7.05 68.65 7.71 7.71 121 20

7 РЬ ЬВи 68.09 6.96 6.95 68.65 7.71 7.71 123 23

При использовании в реакции ДАФ с халконом не каталитического, а эквимольного количества циклогексиламина наряду с гидроксифосфонатами образуются и продукты реакции Кабачника-Филдса а - ачинофосфонаты:

(ТО)гРНО + Р11-СН=СН-С-РЬ + -

(I) О

(ГО)2Р=0 (Р0)2Р=0

-— Ph-CH=CH-C-Ph + Ph-CH=CH-C-Ph

ОН HN~0

(II) (III)

Образование аминофосфонатов с нашей точки зрения является вполне закономерным и примечательным, ибо оно уже на синтетическом уровне лишний раз подтверждает активное участие карбонильной группы халкона в реакции и свидетельствует о том,что проблема селективного фосфорилирования по 0=0 группе сопряженных енонов состоит не столько в инертности их карбонильной группы,сколько в необходимости тем или иным путем стабилизировать образующиеся гидроксифосфонаты. При варьировании заместителей у атома фосфора в ДАФ мы обратили внимание на то, что с увеличением размера этих заместителей в ряду от диметил - до диамилфосфита суммарный выход гидрокси - и аминофосфонатов заметно возрастает. Следует отметить, что все эти исследования проводились с наиболее распространенным и обычно используемым транс-халконом.

В то же время, вовлечение в эту реакцию вместо используемого транс-халкона его цис-изомера, специально полученного нами по описанной в литературе методике, приводит к совершенно обратному результату: с увеличением объема заместителей у атома фосфора выход гидроксифосфонатов падает, причем аминофосфонаты в этих реакциях не образуются вовсе.

С нашей точки зрения подобный результат, во-перЕых, является чрезвычайно положительным ( ибо позволяет проводить селективный синтез гидроксифосфонатов ), а во-вторых, очевидно, что в цис-халконе на первый план выступают уже не электронные, а стерические факторы. Даже если электронная ситуация в молекуле цис-халкона и способствует увеличению электрофильности карбонильного углерода, то наличие в цис-положении к нему

объемистого заместителя создает такие стерические препятст вия.которые существенно затрудняют атаку фосфит-аниона, хот и не исключают её вовсе:

0?Ог)Р=О РЬ —РЬ у С

(ш) гР53— о -— чсн=сн 4 он —х-

(Ш)2Р=0 РИ РЬ ^с 4 СН=СН 4 N-{3

н

А поскольку е образовавшемся гидроксифосфонате стерическо экранирование карбонильного углерода еще многократно воз растает за счет объемистого фосфорорганического заместителя то ни о какой последующей нуклеофильной атаке ЦГА не може идти и речи.

1.2. Кинетическое изучение присоединения ДАФ к транс- и цис- халкону.

Поскольку уже на препаративном уровне выявились заметны различия в поведении цис- и транс- изомеров халкона в реак ции фосфорилирования их по карбонильной группе, мы провели ки нетическое изучение присоедиения ряда ДАФ к транс- и цис- изо мерам халкона в присутствии ЦГА. Кинетику изучали спетрофото метрическим методом в растворах бутанола и бензола на длина волн 305 нм и 300 нм для транс - и цис-халкона соответственн в условиях псевдопервого порядка по непредельным субстратам большой избыточной концентрацией ДАФ и ЦГА. За ходом реакци следили по уменьшению оптической плотности на указанных длина волн, обусловленному разрушением карбонильного хромофора в ре зультате реакции Абрамова.

Оказалось, что в обоих случаях реакции протекают по обще му третьему4порядку - первому по каждому из реагентов. Зт вполне соответствует классическому механизму катализируемо амином реакции Абрамова (схема 1):

РЬ ^ РЬ /0=0 ЧСН=СН

—X-►

+

(Н0)2РН0 +

(Ш)2р=0 5+ (I) Н---МН2

„„о

(И0)2Р=0 5

(I) н---р2 кп

РЬ-СН=СН-С-РЬ и О

(К0)2Р=0 РЬ-СН=СН-С-РЬ (II) он

Схема 1.

В соответствии с этой схемой на первой равновесной стадии ДАФ активизируется амином по механизму общего основного катализа с образованием реакционноспособного комплекса(1), где на атоме фосфора генерируется заметный отрицательный заряд. Последующая нуклеофильная атака этого атома фосфора на углерод карбонильной группы халкона и приводит к конечному продукту реакции - соответствующему а-гидроксифосфонату (II).

Нетрудно показать, что скорость реакции, протекающей по схеме 1, будет описываться кинетическим уравнением(1):

\'/=Крк 11СДАФ] [ЦГА] [ХАЛКОН] (1),

где [ДАФ],[ЦГА] и [ХАЛКОН] - концентрации ДАФ, циклогек-силамина и халкона соответственно.

Данное уравнение полностью соответствует экспериментально определяемому порядку реакции. Из него вытекает, что эффективная константа скорости третьего порядка представляет собой произведение двух элементарных констант(уравнение 2):

кп1=Кр-кц (2).

Определенные нами эффективные константы скорости третьего порядка для реакций присоединения серии ДАФ по карбонильной группе транс- и цис-изомеров халкона представлены соответственно в таблицах 2 и 3. Там ке представлены стерические Иэ-константы (¡?0)2-заместителей у атома фосфора.

Как следует из полученных данных, динамика реакционной способности в ряду диалкилфосфитов, для цис- и транс-изомеров заметно различается.

Таблица 2. Константы скорости (кп 1'102,л2/моль2мин) ката лизируемого циклогексиламином присоединения серии ДАФ к транс-халкону в среде бутанола и бен зола (Т=25°С). Стерические Rs-кoнcтaнтu (НО)2 заместителей у атома фосфора.

N ДАФ Бутанол Бензол

кш'Ю2 -1Ёкш кш'Ю2 -1Бкш

1 (Ме0)2РН0 4.22 1.38 1.89 1.72 2.05

2 (ЕЮ)2РН0 7.72 1.11 3.55 1.45 2.47

3 (Рго)2РН0 7.75 1.11 5.84 1.23 2.74

4 (ВиО)2РН0 2.70 1.57 1.99 1.70 2.91

5 (АгпО)гРНО 1.94 1.71 0.89 2.05 3.04

Таблица 3. Константы скорости (кц ГЮ2, л2/молъ2мин) ката лизируемого циклогексиламином присоединения се рии ДАФ к цис-халкону в среде бутанола и бен зола (Т=25°С). Стерические ^-константы (НО)2 заместителей у атома фосфора.

N ДАФ Бутанол Бензол -йз

кш'Ю2 -№111 кш'Ю2 -№111

1 (МеО)2РН0 28.19 0.55 22.38 0.65 2.05

2 (Е10)2РН0 10.45 0.981 6.39 1.19 2.47

3 (РГО)2РН0 6.69 1.18 4.16 1.38 2.74

4 (ВиО)2РН0 3.48 1.46 2.37 1.63 2.91

5 (Аш0)2РН0 2.84 1.55 1.58 1.80 3.04

В случае транс-халкона(рис.1) скорость реакции при пере ходе от низших ДАФ к высшим сначала возрастает, что вполне вг кономерно и не раз отмечалось для реакций нуклеофильного пр> соединенияДАФ по кратным связям, ибо в этом же ряду увеличр

вается их нуклеофильность. Однако, с дальнейшим ростом величины алкильных радикалов скорость реакции резко падает,что, вероятнее всего, указывает на включение стерического контроля. 1Е кщ

-1

-1.5 " -2 ..

"Из

2.5

Рис.1.Зависимость кш от стерических Rs констант заместителей у атома фосфора для реакции серии ДАФ с транс-халконом (©- реакции в бутаноле.О" реакции в бензоле). Нумерация точек соответствует таблице 2.

В случае цис-халкона динамика изменения реакционной способности в ряду ДАФ (рнс.2) является более простой и однозначной: скорость реакции контролируется стерическим эффектом

Ркс.2. Зависимость кщ от стерических констант заместителей у атома фосфора для реакции серии ДАФ с цис-халконом(©- реакции в бутаноле.О- реакции в бензоле). Нумерация точек соответствует таблице 3.

заместителей у атома фосфора и при переходе от низших ДАФ высшим закономерно падает, причем весьма существенно - боле чем на порядок. Стерический контроль реакции в этом случ подтверждается выполнением превосходных корреляционных завис мостей между логарифмами констант скорости и стерическими 1?£ константами заместителей у фосфора:

Бутанол: к!I1=1.539 + (1.015 ± 0.060) (3).

N=5, Г?=0.9952, 5о=0.050 Полученные кинетические данные на наш взгляд хорошо сс гласуются с описанными выше результатами препаративных иссле дований, и на количественном уровне подтверждают наличие заь тных различий в реакционной способности цис- и транс-изо& ров халкона.

Не менее интересные результаты были получены и при г пользовании другого метода фосфорилирования, использующего р нетический контроль реакции и также разработанного нами на с нове подробно изученного ранее механизма присоединения ДАФ халкону(схема 2):

N=5, 12=0.9947, 5о=0.048

Бензол: 1б к! ц=1.645 + (1.127 ± 0.064) ¡?3

(4).

1.3. Фосфорилирование се - енонов солями ДАФ.

Кр

(К10)2РН0 + 1?20~ (I)

(^0)2Р0~ + ¡?20Н (II)

к1 (^0)2^=0 +н+ , (1^0) 2[

(1?10)2Р0~+ РЬ-СН=СН-С-РЬ -а- РЬ-СН=СН-С-РЬ —РЬ-СН=СН-С

0 к-1 (III) Ь" -н+ (IV) С

к2 +(1?10)2РН0

0=^(^0)2 рь-сн-сн2-с-рь

(VI) о

-(^ОЬРО- (Рг0)2Р=0

—- РИ-СН-СНг-С-РЬ

(^0)2Р=0 О"

Как следует из этого механизма, атака диалкилфосфит-аниона (II) всегда направляется на карбонильную группу халкона с образованием интермедиата (III). Однако в случае ДАФ основность этого интермедиата настолько низка, что он не протониру-ется в спиртовой среде и поэтому до образования гидроксифосфо-ната (IV) з условиях щелочного катализа дело не доходит. Стабилизация интермедиата (III) происходит путем присоединения молекулы свободной диалкилфосфористой кислоты по С=С связи с образованием интермедиата (V), последующее элиминирование ДАФ-аниона и приводит к конечному продукту реакции - г-кетофосфо-нату (VI). Если же в системе отсутствует свободная диалкил-фосфористая кислота, то реакция просто не идет, останавливаясь на стадии обратимого образования интермедиата (III).

Опираясь на этот механизм, мы предположили, что если проводить реакцию с солями ДАФ (а не использовать алкоголяты), то в апротонной среде можно добиться существенного смещения равновесия в сторону интермедиата (III). И если затем мгновенно подкислить систему избытком достаточно сильной кислоты, то можно вполне рассчитывать на протснирование интермедиата (III) до целевого гидроксифосфоната (IV), поскольку скорость прото-нирования вероятнее всего выше, чем скорость распада интермедиата (III) на исходные компоненты.

Для проверки этого предположения мы изучили реакции халкона с широкой серией Li, Na и К солей ДАФ ( от диметил - до диамилфосфита) в различных растворителях , в присутствии и в отсутствие краун-эфиров, при варьировании температуры и некоторых других условий проведения реакций.

Полученные нами результаты полностью подтвердили сделанное предположение о возможности фосфорилирования по карбонильной группе халкона описанным выше методом. При этом наилучшие результаты были получены при использовании натриевых солей ДАФ и уксусной кислоты в качестве подкисляющего реагента (схема 3).

(R0)2P0Na + Ph-CH=CH-C-Ph _

О

+СН3СООН (RO)gP=0

. - Ph-CH=CH-C-Ph -— Ph-CH=CH-C-Fh

(III) 0"Na+ +CH3COOH (IV) OH

Выделенные таким образом гидроксифосфонаты представл в таблице 4.

Таблица 4. Характеристика гидроксифосфонатов (IV), получен по схеме 3.

N R Тпл..°С 5р,М.Д. Выход,%

1 СНз 115 23 50

2 с2н5 118 24 70

3 С3Н7 118-120 20 80

4 СЗН7-ИЗО 118-120 18 60

5 С4Н9 120-122 20 65

6 С5Н11 122-123 22 50

Интересно, что выход гидроксифосфонатов в этой реак зависит от размера алкоксильного радикала у фосфора , при эта зависимость носит экстремальный характер(таблица 4).

С ростом размера алкильного радикала выход гидроксифоо ната сначала увеличивается (очевидно, из-за увеличения осн кости фосфит-аниона и обусловленного этим смещения равнове в сторону интермедиата (III) (на схеме 3), достигая максима ного значения в случае диэтил- и дипропилфосфитов, однако тем вновь снижается - вероятно, уже за счет возрастающих с рических препятствий.

Таким образом, в заключение данного раздела работы мо; констатировать, что использование мягких условий кинетическ контроля является весьма эффективным приемом проведения сел' тивного фосфорилирования по карбонильной группе сопряжен! « - енонов.

2. Фосфорилирование а - енонов в условиях межфазного катали;

Как уже отмечалось выше, вторым возможным путем pemei проблемы селективного фосфорилирования по С=0 группе а-ено] могло бы стать проведение реакции в условиях межфазного ка' лиза. Это также теоретически следует из установленного раз механизма реакции (схема 2). Действительно, удаление основш катализатора (в данном случае щелочи) из сферы реакции в д]

гую фазу должно препятствовать депротонированию гидроксифос-фоната (IV), то есть повышать его стабильность.

Исходя из этих посылок, мы исследовали возможность селективного фосфорилирования карбонильной группы халкона диалкил-фосфитами в условиях межфазного катализа.

Здесь также варьировались различные условия проведения реакции: растворители ( СНС1з, СН2С12) ¿ЦЛСО ) и катализаторы (К0Нтв. и в растворе, К2С0з,наличие и отсутствие краун-эфира). При этом ЯМР-31Р спектре реакционных смесей нам удавалось неоднократно наблюдать сигналы с бр=21-23 м.д., отвечающие гид-роксифосфонату - однако, в процессе препаративного выделения он претерпевает вторичные превращения (изомеризуется в кето-фосфонат и подвергается щелочному гидролизу) в соответствии со схемой 4, вследствие чего выделить желаемый продукт в услозиях межфазного катализа нам пока не удалось.

дмсо/контв. (ГО)гР=о

(БЮ)2РН0 + РЬ-СН=СН-С-РЬ---Р11-СН=СН-С-РЬ -—

н 1

О он

ко

(!?0)2Р=0 Н0-Р=0 -— РИ-СН-СНг-С-РЬ + РЬ-СН=СН-С-РЬ

II I

О ОН

Схема 4.

Таким образом, исследованный нами вариант межфазного катализа реакции Абрамова в данном конкретном случае не был до конца успешным в плане выделения целевых продуктов. Однако, с нашей точки зрения это нисколько не умаляет перспективности самого предложенного подхода. Очевидно, что проблема в данном случае состоит не в принципиальной невозможности реакции Абрамова в условиях межфазного катализа (которая как раз протекает достаточно легко и энергично), а в оптимизации условий выделения конечного гидроксифосфоната, которая, видимо, требует более тщательного и глубокого исследования.

3. Блокирование С=С связи халкона. Реакция Абрамова в координационной сфере железа.

Особенно интересным приемом с нашей точки зрения являе: включение а-енонов в я-комплексы переходных металлов, поско: ку в этом случае в комплексообразование вовлекается непоср< ственно С=С кратная связь непредельного субстрата, что долп блокировать ее участие в реакции и препятствовать протека! процесса в направлении реакции Пудовика.

В этой связи, для того, чтобы стабилизировать неустоде вый гидрокси-аддукт и предохранить его от изомеризации, вовлекли С=С кратную связь халкона в л-комплекс с пентакар! нилом железа и изучили затем его реакцию с диметилфосфито! координационной сфере металла(схема 5).

hv

Ph-CH=CH-C-Ph + Fe(СО)5 -— Ph-CH=CH-C-Ph

О -СО (C0)4Fe О

Т.ПЛ.=89°С

Ph-CH=CH-C-Ph +

1 и (CO)4Fe О

О

(Me0)2if Н

Et3N (МеО)гР=0

-----Ph-CH=CH-C-Ph

(C0)4Fe ОН (II) 5р = 20 м.д. vOH= 3400 см'

Ph3P

-1

(МеО)2Р=0 Ph-CH=CH-b-Ph + Ph3P: -OH

Тпл.= 115°С (ТЛИт.=116°С) бр = 23 м.д.

Fe(C0)4

Схема 5.

Действительно при этом наблюдается отчетливое образов ние аддукта по карбонильной группе халкона с бр=20 м.д.. Э подтверждается и появлением в ИК- спектре реакционной сме хорошо выраженной полосы поглощения в области 3400 см_1,соо ветствующий валентным колебаниям спиртового гидроксила.

К сожалению, из-за обратимости процесса содержание аддук-га (II) в реакционной смеси не превышает 30% . Мы предприняли различные попытки выделить гидрокси-аддукт из координаци-энной сферы железа действием различных реагентов (ИЖа,НС1, РИзР) и в последнем случае с применением мягкого основания грифенилфосфина,нам удалось выделить с выходом 20% после хро-^атографирования реакционной смеси кристаллический гидрокси-эддукт,константы которого полностью совпали с описанными выше.

Таким образом, вовлечение С=С связи халкона в л-комплекс з карбонилом железа действительно блокирует ее участие в реак-дии и тем самым позволяет выделять целевой гидроксифосфонат 1ри комнатной температуре, хотя пока и с относительно неболь-пим ЕЫХОДОМ.

*

Таким образом, в результате проведенного систематического ^следования нам удалось существенно продвинуться по пути ре-нения проблемы селективного фосфорилирования по карбонильной группе й-енонов, получив вполне удовлетворительные результаты, ?аже на основе такого "инертного" субстрата, как халкон.

Применение разработанных подходов к фосфорилированию эбычных а-енонов (например, бензальацетона), образование гид-юкси-аддуктов для которых уже и так было известно, но отмечаюсь низким выходом, позволило существенно увеличить этот ¡ыход.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. На основе изученного ранее механизма присоединения 'идрофосфорильного соединения (ГФС) к «,в - непредельным кар-юнильным соединениям впервые проведено комплексное система-'ическое исследование различных возможных подходов к проблеме элективного фосфорилирования й - енонов. Показано, что дан-[ая проблема сводится, в основном, к повышению устойчивости ■идроксифосфоната, предотвращению его депротонирования и бло-¡ированию С=С связи как конкурентного реакционного центра.

Предложены и экспериментально апробированы три основш подхода к решению данной проблемы:

- проведение реакции в мягких условиях кинетическо: контроля;

- проведение реакции в условиях межфазного катализа;

- вовлечение ОС связи се - енонов в к - комплекс с переходным металлом.

2. При проведении реакции в мягких условиях кинетическс го контроля поставленной цели - селективного фосфорилироваш по карбонильной группе « - енонов - удалось добиться:

а) при использовании мягкого катализатора - циклогекси. амина;

б) при проведении реакции а - енонов с натриевыми соля) диалкилфосфитов (ДАФ) е алротонных растворителях последующим быстрым подкислением реакционной смес сильной кислотой.

На основе данных подходов разработаны удобные мето; препаративного синтеза а - гидроксифосфонатов, позволяющ получать целевые продукты с высоким выходом ( 60 - 90 % в обычном диапазоне температур без глубокого замораживали!

3. В условиях межфазного катализа образование гидрока фосфонатоз хотя и регистрируется спектрально, но осложняет« побочной реакцией щелочного гидролиза ДАФ до моноалкилфосфит< и быстрой изомеризацией « - гидроксифосфонатов в г - кет< фосфонаты.

4. На примере реакции диметилфосфита с тетракарбон] (халкон)железом показано, что включение С=С связи непредел! ного субстрата ви- комплекс с переходным металлом действ] гельно блокирует ее участие в конкурентной реакции Пудовика позволяет проводить селективное фосфорилирование по карбоншо ной группе а - енонов.

Показано, что эффективным реагентом для выведения ц левого продукта из координационной сферы металла мож< служить трифенилфосфин .

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1. Interaction of hudrophosphoryl compounds with ironcarbonyl Я-complexes of a-enones. / V.I.Galkin, G.M.Saakyan, I.V.Galkina, R.A.Cherkasov // Abstr., of IX Int. Symp. on Phosph. Chen. - St. - Petersburg. - 1993. - P.70 .

2. Взаимодействие гидрофосфорильных соединений с железокарбо-нильными я- комплексами л - енонов. / Галкин В.И., Галкина И.В., Саакян Г.М., Черкасов Р.А. // ЖОХ. 1993,Т.63, вып. 10. - С.£221-2223.

3. Кинетика и механизм важнейших фосфорорганических реакций. / Галкин В.И., Галкина И.В., Саакян Г.М., Зверева Э.Р., Соба-нов А.А., Черкасов Р.А. // Тез. докл. конф. по квантовой химии, строению и реакц. способности молекул.- Спорт, база РТУ "Лиманчик". - 1994. - С.34.

4. Kinetic and synthetical manifestations of important reactions of hydrophosphoryl compounds. / V.I.Galkin, R.A.Cherkasov, I.V.Galkina, E.R.Zvereva, G.M.Saakyan // Abstr. of XIII Int. Conf. on phosph. Chem. - Ierusalem, Israel. -1995. - P.144.

5. Selective phosphorylation of unsaturated carbonyl compounds. / V.I.Galkin, R.A.Cherkasov, G.M.Saakyan, I.V.Galkina // Abstr. of XIII Int. Conf. on phosph. Chem.- Ierusalem, Israel. - 1995. - P.210.

6. Селективное фосфорилирование непредельных карбонильных соединений в координационной сфере металла. / В.И.Галкин, И.В. Галкина, Г.М.Саакян, Р.А.Черкасов // Тез. докл. IV Всеросс. конф. по металлоорг. химии. - Н.Новгород. - 1995. - С.214.

7. Кинетические и синтетические закономерности важнейших реакций гидрофосфорильных соединений. / В.И.Галкин, И.В.Галкина Р.А.Черкасов, Э.Р.Зверева, Г.М.Саакян, А.А.Собанов // Тез. докл. Всеросс.Симпозиума по органической химии.- С.- Петербург. - 1995. - С.116.

8. Kinetic and synthetical manifestations of important reactions of hydrophosphoryl compounds. / V.I.Galkin, R.A.Cherkasov, I.V.Galkina, E.R.Zvereva, G.M.Saakyan // Phosphorus

and Sulfur, and Silicon, and the Related Elements. - 1996. in press .

9. Selective phosphorylation of a,S - unsaturated carbon; compounds. / V.I.Galkin, R.A.Cherkasov.G.M.Saakyan, I.V.Ga.' kina // Phosphorus and Sulfur, and Silicon, and the Relat< Elements. - 1996. - in press .

10.Препаративное и кинетическое изучение катализируемого ци: логексиламином селективного фосфорилирования по карбонши ной группе сопряженных а - енонов. / Галкин В.И.,Саакян Г Черкасов М.Р., Галкина И.В., Черкасов Р.А., Пудовик А.Н. ЖОХ. - 1996. - Т.66, вып.З. - в печати.

Отпечатано на ризографе в издательстве АО ФОРТ ДИАЛОГ. Заказ N 56. Тирах 100 экземпляров. Университетская, 17, к.106. Тел. : 38-73-51.